ES2664250T3 - Solar chimney with external vertical axis wind turbine - Google Patents

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ES2664250T3 ES12863181.9T ES12863181T ES2664250T3 ES 2664250 T3 ES2664250 T3 ES 2664250T3 ES 12863181 T ES12863181 T ES 12863181T ES 2664250 T3 ES2664250 T3 ES 2664250T3
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Abstract

Chimenea solar (101) para capturar y almacenar energía solar y eólica, que comprende una chimenea (110) alargada, y medios para captar la radiación solar (7) con el fin de calentar aire en la chimenea para producir corrientes ascendentes capaces de realizar un trabajo útil, teniendo la chimenea un extremo de entrada y un extremo de salida, incluyendo la chimenea una turbina (3) interna posicionada cerca del extremo de entrada, estando conectada la turbina interna para accionar un generador eléctrico (2), en la que los medios para captar la radiación solar (7) están ubicados más abajo de la turbina (3) interna, caracterizada por que la chimenea solar comprende, además: a) una turbina eólica (8 y 9) de eje vertical, montada en la chimenea cerca del extremo de salida de la chimenea, estando conectada la turbina eólica de eje vertical a un generador (13) para producir energía eléctrica para calentar un fluido, b) siendo utilizado el fluido calentado para accionar una turbina externa (207), c) en la que el calor residual de la turbina externa (207) está conectado a un intercambiador de calor (14) ubicado en el interior de la chimenea (110), d) un colector solar (105), ubicado fuera de la chimenea, estando conectado el colector solar (105) para calentar un fluido, en la que el fluido calentado es dirigido a otra turbina (105-3A, 105-3B), y en la que el calor residual de la turbina está conectado a un intercambiador de calor (6) ubicado en el interior de la chimenea.Solar chimney (101) for capturing and storing solar and wind energy, comprising an elongated chimney (110), and means for capturing solar radiation (7) in order to heat air in the chimney to produce updrafts capable of carrying out useful work, the chimney having an inlet end and an outlet end, the chimney including an internal turbine (3) positioned near the inlet end, the internal turbine being connected to drive an electric generator (2), in which the means for capturing solar radiation (7) are located below the internal turbine (3), characterized in that the solar chimney further comprises: a) a vertical axis wind turbine (8 and 9), mounted in the chimney nearby from the chimney outlet end, the vertical axis wind turbine being connected to a generator (13) to produce electrical energy to heat a fluid, b) the heated fluid being used to drive a turbine e xterna (207), c) in which the residual heat from the external turbine (207) is connected to a heat exchanger (14) located inside the chimney (110), d) a solar collector (105), located outside the chimney, the solar collector (105) being connected to heat a fluid, in which the heated fluid is directed to another turbine (105-3A, 105-3B), and in which the residual heat of the turbine It is connected to a heat exchanger (6) located inside the chimney.

Description

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DESCRIPCIÓNDESCRIPTION

Chimenea solar con turbina eólica externa de eje vertical Sector técnicoSolar chimney with external vertical axis wind turbine Technical sector

La presente invención se refiere al sector de las chimeneas solares con turbina eólica externa de eje vertical provista de un conjunto de paletas fijadas al suelo ligeramente por debajo de la entrada de la chimenea solar para atrapar el aire ambiente. Las paletas ayudan a guiar el aire ambiente atrapado hacia la entrada. Chimeneas solares similares se dan a conocer, por ejemplo, en la patente CN102128150A o en U.S.A. 2009/212570A.The present invention relates to the sector of solar chimneys with external vertical axis wind turbine provided with a set of vanes fixed to the ground slightly below the entrance of the solar chimney to trap ambient air. The vanes help guide the trapped ambient air towards the entrance. Similar solar chimneys are disclosed, for example, in CN102128150A or U.S.A. 2009 / 212570A.

Características de la invenciónCharacteristics of the invention.

La chimenea solar con turbina eólica externa de eje vertical de la presente invención está definida por las características de la reivindicación 1. La chimenea solar incluye asimismo una turbina eólica externa de eje vertical sin eje, montada para la rotación relativa y alrededor de la chimenea solar. La turbina eólica externa de eje vertical captura la energía del viento en el entorno circundante. Esta energía eólica es utilizada para generar energía eléctrica, que puede ser mezclada con la salida de la turbina interna, o puede ser almacenada en el sistema de almacenamiento de energía eólica para su utilización posterior.The solar chimney with an external vertical axis wind turbine of the present invention is defined by the features of claim 1. The solar chimney also includes an external axisless vertical wind turbine, mounted for relative rotation and around the solar chimney. . The vertical axis external wind turbine captures wind energy in the surrounding environment. This wind energy is used to generate electrical energy, which can be mixed with the output of the internal turbine, or it can be stored in the wind energy storage system for later use.

Circundante, concéntrica con y, en general, a nivel con la turbina eólica externa de eje vertical, está dispuesta otra jaula cilíndrica anular. Montado en esta jaula cilíndrica anular externa está dispuesto un conjunto de paletas que redirigen un cierto flujo del viento. La jaula cilíndrica anular externa está dirigida a barlovento mediante un mecanismo de orientación.Surrounding, concentric with and, in general, at the level with the external vertical axis wind turbine, another annular cylindrical cage is arranged. Mounted on this external annular cylindrical cage is a set of vanes that redirect a certain wind flow. The outer annular cylindrical cage is directed to windward by means of an orientation mechanism.

Posicionadas por encima de la cubierta de la jaula cilíndrica anular externa están dispuestas aberturas que permiten que salga el viento que ha cedido su energía. La cubierta está conformada de tal manera que el viento que fluye sobre ella ayuda en la descarga del viento desde los álabes de la turbina eólica de eje vertical.Positioned above the cover of the outer annular cylindrical cage are openings that allow the wind that has ceded its energy to escape. The cover is shaped in such a way that the wind flowing over it helps in the discharge of the wind from the blades of the vertical axis wind turbine.

La chimenea solar incluye un toro inflable que desvía el aire hacia las paletas montadas en la jaula cilíndrica anular externa.The solar chimney includes an inflatable bull that diverts the air towards the vanes mounted on the external annular cylindrical cage.

La chimenea solar incluye un toro o conjunto de paletas montadas cerca del extremo de salida de la cámara alargada que desvía el viento a su través, lo que resulta en una aspiración adicional del aire que fluye hacia arriba a través de la chimenea.The solar chimney includes a bull or set of vanes mounted near the exit end of the elongated chamber that deflects the wind through it, resulting in an additional aspiration of the air flowing up through the chimney.

La invención tiene el objetivo principal de dar a conocer una chimenea solar en la que la energía solar calienta el aire en la chimenea provocando corrientes ascendentes que pueden ser aprovechadas para realizar un trabajo útil.The invention has the main objective of disclosing a solar chimney in which solar energy heats the air in the chimney causing updrafts that can be used to perform useful work.

La invención tiene el objetivo adicional de dar a conocer una chimenea solar con una turbina eólica de eje vertical externa a la chimenea, que aprovecha la energía eólica en el entorno de la chimenea, en la que dicha energía es utilizada para generar potencia.The invention has the additional objective of disclosing a solar chimney with a wind turbine with a vertical axis external to the chimney, which uses wind energy in the environment of the chimney, in which said energy is used to generate power.

La invención tiene el objetivo adicional de dar a conocer un dispositivo mejorado para aprovechar la energía del sol y del viento para realizar un trabajo útil.The invention has the additional objective of disclosing an improved device to harness the energy of the sun and wind to perform useful work.

La invención tiene el objetivo adicional de dar a conocer un almacenamiento para la energía eólica y solar.The invention has the additional objective of disclosing a storage for wind and solar energy.

La invención tiene el objetivo adicional de mejorar la eficiencia de una chimenea solar.The invention has the additional objective of improving the efficiency of a solar chimney.

El lector experto en la técnica reconocerá otros objetivos y ventajas de la presente invención, a partir de la lectura de la siguiente breve descripción de los dibujos, de la descripción detallada de la invención y de las reivindicaciones adjuntas.The reader skilled in the art will recognize other objectives and advantages of the present invention, upon reading the following brief description of the drawings, the detailed description of the invention and the appended claims.

Antecedentes de la invenciónBackground of the invention

La chimenea solar en la técnica anterior comprende una base que está fijada al suelo. La base incluye aberturas que permiten el flujo de aire ambiente hacia el interior de la base. Sobre la base existe una cámara alargada a través de la cual el flujo de aire desde la base se desplaza hacia arriba. Esta cámara alargada aumenta su inclinación hacia el interior con la distancia desde su parte inferior, lo que resulta en una mayor velocidad del viento que sube hacia la parte de salida de la cámara.The solar chimney in the prior art comprises a base that is fixed to the ground. The base includes openings that allow the flow of ambient air into the base. On the base there is an elongated chamber through which the air flow from the base moves upwards. This elongated chamber increases its inclination inwards with the distance from its lower part, resulting in a greater wind speed that rises towards the exit part of the chamber.

El aire que sube a través de la chimenea acciona la turbina que está dispuesta en el interior de la cámara.The air that rises through the chimney drives the turbine that is arranged inside the chamber.

La turbina está conectada a una caja de engranajes y a un generador eléctrico que están montados en el interior de la chimenea. La caja de engranajes contiene engranajes que conectan la turbina al generador, en el que la rotaciónThe turbine is connected to a gearbox and an electric generator that are mounted inside the chimney. The gearbox contains gears that connect the turbine to the generator, in which the rotation

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de la turbina eólica genera energía eléctrica.of the wind turbine generates electricity.

Dispuestos en el interior de la cámara existen medios para calentar el aire en la cámara mediante energía solar. El intercambiador de calor ubicado en la chimenea está conectado mediante conductos de transferencia de calor a un colector solar ubicado en el exterior de la chimenea, en el que el colector solar transfiere calor al intercambiador de calor.Arranged inside the chamber there are means to heat the air in the chamber by solar energy. The heat exchanger located in the chimney is connected by means of heat transfer conduits to a solar collector located outside the chimney, in which the solar collector transfers heat to the heat exchanger.

Otro intercambiador de calor también ubicado en la chimenea recibe radiación solar directa desde el exterior de la cámara. Este intercambiador de calor recibe energía solar que es enfocada mediante lentes, y pasa a través de una abertura en la pared de la chimenea solar, e incide sobre el intercambiador de calor. Este intercambiador de calor funciona como colector solar e intercambiador de calor. Recibe radiación solar y la convierte en energía eléctrica. Un quemador auxiliar es una fuente de calor no solar que se utiliza en caso de que no haya suficiente energía solar. El quemador podría ser un quemador de gas u otra fuente de calor convencional, que calienta el aire en la chimenea, en lugar de los colectores solares/intercambiadores de calor.Another heat exchanger also located in the chimney receives direct solar radiation from the outside of the chamber. This heat exchanger receives solar energy that is focused by means of lenses, and passes through an opening in the wall of the solar chimney, and affects the heat exchanger. This heat exchanger works as a solar collector and heat exchanger. It receives solar radiation and converts it into electrical energy. An auxiliary burner is a non-solar heat source that is used in case there is not enough solar energy. The burner could be a gas burner or other conventional heat source, which heats the air in the chimney, instead of the solar collectors / heat exchangers.

La chimenea solar en la técnica anterior comprende un sistema de almacenamiento de energía eólica, en el que una turbina eólica de eje vertical, que está montada cerca de la salida de la cámara, está conectada a un compresor de aire, en el que la rotación de la turbina eólica de eje vertical hace que el compresor de aire funcione, y en el que el compresor de aire está conectado para accionar un motor accionado por aire que está conectado para hacer funcionar la turbina eólica de escape en el interior de la chimenea, cerca del extremo de salida.The prior art solar chimney comprises a wind energy storage system, in which a vertical axis wind turbine, which is mounted near the chamber outlet, is connected to an air compressor, in which the rotation of the vertical axis wind turbine makes the air compressor work, and in which the air compressor is connected to drive an air-powered engine that is connected to run the wind turbine exhaust inside the chimney, near the exit end.

La mitad superior de la cámara alargada aumenta la inclinación hacia el exterior con la distancia desde la parte más estrecha de la cámara, en la que el viento circula desde la parte más estrecha hacia el extremo de salida en la parte superior de la cámara.The upper half of the elongated chamber increases the inclination towards the outside with the distance from the narrowest part of the chamber, in which the wind circulates from the narrowest part towards the outlet end in the upper part of the chamber.

La chimenea solar de la técnica anterior descrita anteriormente, en la que la base incluye aberturas, solo permite que el aire ambiente entre en la base. Pero en la presente invención, la chimenea solar comprende un conjunto de paletas debajo de la entrada o la base, en la que las paletas ayudan a guiar el aire ambiente atrapado hacia la entrada y sube en espiral en la chimenea.The prior art solar chimney described above, in which the base includes openings, only allows ambient air to enter the base. But in the present invention, the solar chimney comprises a set of vanes under the entrance or the base, in which the vanes help guide the trapped ambient air towards the entrance and spirals up in the chimney.

La chimenea solar de la presente invención comprende asimismo un toro en el extremo de salida de la chimenea, que crea una aspiración adicional del aire que sube a través de la chimenea.The solar chimney of the present invention also comprises a bull at the outlet end of the chimney, which creates an additional aspiration of the air that rises through the chimney.

La chimenea solar de la presente invención comprende, además, una jaula cilíndrica anular externa con un conjunto de paletas, la turbina eólica externa de eje vertical y que forma una serie de conductos, dando como resultado una presión cada vez mayor y una rotación más rápida de la turbina eólica.The solar chimney of the present invention further comprises an external annular cylindrical cage with a set of vanes, the vertical wind turbine with vertical axis and forming a series of ducts, resulting in increasing pressure and faster rotation. of the wind turbine.

La chimenea solar de la presente invención tiene una capacidad de almacenamiento especial del exceso de energía utilizando fluido como material de cambio de fase.The solar chimney of the present invention has a special storage capacity for excess energy using fluid as a phase change material.

Breve descripción de los dibujosBrief description of the drawings

La figura 1 muestra una vista en alzado lateral, parcialmente en forma esquemática, que muestra la chimenea solar con turbina eólica externa de eje vertical de la presente invención.Figure 1 shows a side elevation view, partly in schematic form, showing the solar chimney with an external vertical axis wind turbine of the present invention.

La figura 2 muestra una vista superior del conjunto de paletas fijado al suelo.Figure 2 shows a top view of the pallet assembly fixed to the floor.

La figura 3 muestra una vista tridimensional (3D) del conjunto de paletas fijado al suelo.Figure 3 shows a three-dimensional (3D) view of the pallet assembly fixed to the ground.

La figura 4 muestra una vista tridimensional del toro inflable dispuesto alrededor del exterior de la chimenea solar debajo de la jaula cilíndrica anular externa.Figure 4 shows a three-dimensional view of the inflatable bull arranged around the outside of the solar chimney below the outer annular cylindrical cage.

La figura 5 muestra una vista superior del toro inflable dispuesto alrededor de la parte exterior de la chimenea solar debajo de la jaula cilíndrica anular externa.Figure 5 shows a top view of the inflatable bull arranged around the outside of the solar chimney under the outer annular cylindrical cage.

La figura 6 muestra una vista lateral de la jaula cilíndrica anular externa con techo en forma de cúpula.Figure 6 shows a side view of the outer annular cylindrical cage with a dome-shaped roof.

La figura 7 muestra una vista superior de la jaula cilíndrica anular externa, paletas que forman series de conductos, orificio en el centro y dirección de los flujos de viento en las paletas/serie de conductos.Figure 7 shows a top view of the outer annular cylindrical cage, vanes forming series of ducts, hole in the center and direction of wind flows in the vanes / series of ducts.

La figura 8 muestra una vista tridimensional de la jaula cilíndrica anular externa con estructura de paletas guiadas por el viento, deflector de viento y mecanismo de orientación.Figure 8 shows a three-dimensional view of the outer annular cylindrical cage with wind-guided vane structure, wind deflector and orientation mechanism.

La figura 9 muestra una vista lateral de la parte superior de la chimenea y un toro con forma de faldón alrededor de la parte exterior la chimenea.Figure 9 shows a side view of the upper part of the chimney and a skirt shaped like a bull around the outside of the chimney.

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La figura 10 muestra una vista tridimensional de pistas circulares estacionarias sobre la parte superior del toro inflable de la presente invención.Figure 10 shows a three-dimensional view of stationary circular tracks on the top of the inflatable bull of the present invention.

La figura 11 muestra una vista ampliada del generador acoplado a la chimenea solar de la presente invención.Figure 11 shows an enlarged view of the generator coupled to the solar chimney of the present invention.

La figura 12 muestra una vista tridimensional de una turbina eólica externa de eje vertical de la presente invención que está posicionada externamente a la chimenea.Figure 12 shows a three-dimensional view of an external vertical axis wind turbine of the present invention that is positioned externally to the chimney.

La figura 13 muestra una vista lateral de una turbina eólica externa de eje vertical de la presente invención que está posicionada externamente a la chimenea.Figure 13 shows a side view of an external vertical axis wind turbine of the present invention that is positioned externally to the chimney.

La figura 14 muestra una vista superior de una turbina eólica externa de eje vertical de la presente invención que está posicionada externamente a la chimenea.Figure 14 shows a top view of an external vertical axis wind turbine of the present invention that is positioned externally to the chimney.

La figura 15 es un diagrama de bloques que detalla el sistema de almacenamiento de energía eléctrica (procedente del viento) de la presente invención.Figure 15 is a block diagram detailing the electrical energy storage system (from wind) of the present invention.

La figura 16 es un diagrama de bloques que detalla el sistema de almacenamiento de energía eléctrica (procedente de la energía solar térmica) de la presente invención.Figure 16 is a block diagram detailing the electrical energy storage system (from solar thermal energy) of the present invention.

La figura 17 es un diagrama de bloques que muestra los recursos de energía disponibles de la presente invención. Descripción detallada de la invenciónFigure 17 is a block diagram showing the available energy resources of the present invention. Detailed description of the invention

La figura 1 muestra una vista, en alzado lateral, parcialmente en forma esquemática, de la chimenea solar de la presente invención. La chimenea solar -101- está montada en el suelo -102-. La chimenea solar incluye una base -1- que se apoya sobre el suelo o está rígidamente fijada al suelo. La figura 2 y la figura 3 muestran una vista superior y una vista en perspectiva del conjunto de paletas -111- fijadas al suelo ligeramente por debajo de la entrada. Las paletas -111- atrapan el aire ambiente que entra en la base, ayudando al flujo a subir a través de la chimenea solar, tal como se indica mediante las flechas -103-.Figure 1 shows a side elevation view, partly in schematic form, of the solar chimney of the present invention. The solar chimney -101- is mounted on the floor -102-. The solar chimney includes a base -1- that rests on the ground or is rigidly fixed to the ground. Figure 2 and Figure 3 show a top view and a perspective view of the set of vanes -111- fixed to the ground slightly below the entrance. The vanes -111- trap the ambient air entering the base, helping the flow to rise through the solar chimney, as indicated by the arrows -103-.

El aire que sube a través de la chimenea solar impulsa la turbina -3-, que está conectada a la caja de engranajes y al generador eléctrico -2-. La turbina y el generador no se muestran necesariamente a escala. La caja de engranajes y el generador pueden estar montados dentro o cerca de la base. La caja de engranajes contiene engranajes (no se muestran) que conectan la turbina -3- al generador. El generador podría ser reemplazado por alguna otra máquina que requiera una entrada de energía mecánica.The air that rises through the solar chimney drives the turbine -3-, which is connected to the gearbox and the electric generator -2-. The turbine and generator are not necessarily shown to scale. The gearbox and generator can be mounted inside or near the base. The gearbox contains gears (not shown) that connect the turbine -3- to the generator. The generator could be replaced by some other machine that requires a mechanical energy input.

Tal como se muestra en la figura 1, la chimenea solar de la presente invención tiene la configuración general de un reloj de arena. Es decir, el diámetro de la chimenea solar se reduce hasta una porción de garganta -4- estrecha y, a continuación, aumenta a medida que avanza hacia arriba.As shown in Figure 1, the solar chimney of the present invention has the general configuration of an hourglass. That is, the diameter of the solar chimney is reduced to a narrow throat portion -4- and then increases as it moves upwards.

Por lo tanto, la chimenea solar comprende una cámara -110- alargada que tiene una entrada, cerca de la parte inferior de la figura 1, y una salida, en la parte superior de la figura 1, definiendo la cámara una trayectoria para el fluido, como el aire, desde la entrada hasta la salida.Therefore, the solar chimney comprises an elongated -110-chamber having an inlet, near the bottom of Figure 1, and an outlet, in the upper part of Figure 1, the chamber defining a path for the fluid , like the air, from the entrance to the exit.

El aire a temperatura ambiente, atrapado por las paletas -111- es aspirado hacia la chimenea por la corriente ascendente en el interior de la chimenea, sube con velocidad creciente, hacia la garganta -4-, debido al efecto 'venturi' provocado por el diámetro decreciente, la garganta comprende la porción más estrecha de la chimenea solar.The air at room temperature, trapped by the vanes -111- is sucked into the chimney by the rising current inside the chimney, rises with increasing speed, towards the throat -4-, due to the 'venturi' effect caused by the decreasing diameter, the throat comprises the narrowest portion of the solar chimney.

El aire que sale de la zona de la garganta -4- es calentado mediante intercambiadores de calor dispuestos en o por encima de la garganta (estando descritos estos intercambiadores a continuación). El aire calentado se expande, y el aumento en el volumen del aire es proporcional al aumento de su temperatura.The air leaving the throat area -4- is heated by heat exchangers arranged at or above the throat (these heat exchangers are described below). The heated air expands, and the increase in the volume of the air is proportional to the increase in its temperature.

El aire en la chimenea solar es calentado por los intercambiadores de calor -6-, -7- y -14-. Los intercambiadores de calor comprenden medios para calentar el aire en la chimenea mediante la energía solar y el viento almacenados y la energía solar almacenada en el diagrama de bloques, figuras 15 y 16. En la figura 1, el intercambiador de calor -6- está conectado, mediante conductos de transferencia de calor simbolizados por la línea -106-, al colector solar -105- externo. El intercambiador de calor, elemento -7- recibe energía solar (simbolizada por la línea -109-) que es la radiación solar recogida y concentrada por el colector solar, elemento -107 a-. La radiación solar concentrada recogida puede o no ser concentrada nuevamente mediante un concentrador secundario, elemento -107b-. Los rayos de radiación solar convergen en o cerca de su punto de convergencia, es decir, el punto focal, entran en la estructura de la chimenea a través de una abertura (elemento -108-) en la pared de la chimenea. Después de la entrada, los rayos divergen antes de incidir en el elemento -7-. La radiación solar se convierte allí en calor. El calor generado es transferido por el intercambiador de calor al aire del interior de la chimenea, calentándolo. El elemento -7-, por lo tanto, funciona tanto como un colector solar como un intercambiador de calor interno de la chimenea. EnThe air in the solar chimney is heated by heat exchangers -6-, -7- and -14-. The heat exchangers comprise means for heating the air in the chimney by stored solar energy and wind and the solar energy stored in the block diagram, Figures 15 and 16. In Figure 1, the heat exchanger -6- is connected, by means of heat transfer ducts symbolized by the line -106-, to the external solar collector -105-. The heat exchanger, element -7- receives solar energy (symbolized by the line -109-) which is the solar radiation collected and concentrated by the solar collector, element -107 a-. The collected concentrated solar radiation may or may not be concentrated again by a secondary concentrator, element -107b-. The solar radiation rays converge at or near their point of convergence, that is, the focal point, enter the chimney structure through an opening (element -108-) in the chimney wall. After entry, the rays diverge before they hit the element -7-. Solar radiation is converted there into heat. The heat generated is transferred by the heat exchanger to the air inside the chimney, heating it. The element -7-, therefore, functions both as a solar collector and an internal heat exchanger of the chimney. In

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la figura 1, el intercambiador de calor -14- está conectado mediante un conducto de transferencia de calor adecuado simbolizado por la línea -206- al almacenamiento de energía de la turbina eólica -207- externa.Figure 1, the heat exchanger -14- is connected by a suitable heat transfer conduit symbolized by the line -206- to the energy storage of the external wind turbine -207-.

El quemador auxiliar -11- es una fuente de calor convencional (es decir) no solar, que se utiliza en el caso de que no haya suficiente energía solar o energía eólica en un día determinado. El quemador -11- podría ser un quemador de gas, el condensador de un sistema de bomba de calor de absorción u otra fuente de calor convencional que calienta el aire en la chimenea en lugar de los colectores solares/intercambiadores de calor -6- y -7- o el almacén de energía eólica -14-.The auxiliary burner -11- is a conventional (ie) non-solar heat source, which is used in the event that there is not enough solar or wind energy on a given day. The burner -11- could be a gas burner, the condenser of an absorption heat pump system or other conventional heat source that heats the air in the chimney instead of the solar collectors / heat exchangers -6- and -7- or the wind energy store -14-.

La chimenea solar puede incluir asimismo dispositivos de conversión directa de energía, tal como fotovoltaica, termoeléctrica, etc. Estos dispositivos pueden ser estacionarios, es decir, pueden estar unidos a las paletas o a la superficie externa del toro o las chimeneas, o pueden ser móviles. La radiación incidente dirigida a dichos dispositivos puede estar o no concentrada.The solar chimney can also include direct energy conversion devices, such as photovoltaic, thermoelectric, etc. These devices can be stationary, that is, they can be attached to the vanes or to the external surface of the bull or the chimneys, or they can be mobile. The incident radiation directed to said devices may or may not be concentrated.

Figuras 12, 13 y 14.Figures 12, 13 and 14.

Una turbina eólica de eje vertical está posicionada externamente a la chimenea. Está posicionada debajo del toro/paleta -15- en las figuras 1 y 9. La turbina eólica de eje vertical está compuesta por dos jaulas cilíndricas anulares, una jaula cilíndrica anular externa -8- y una jaula cilíndrica interna -9-. Las dos jaulas cilíndricas anulares -8- y -9- están, en general, al mismo nivel; son concéntricas entre sí y también con la chimenea.A vertical axis wind turbine is positioned externally to the chimney. It is positioned below the bull / vane -15- in Figures 1 and 9. The vertical axis wind turbine is composed of two annular cylindrical cages, an external annular cylindrical cage -8- and an internal cylindrical cage -9-. The two annular cylindrical cages -8- and -9- are, in general, at the same level; They are concentric with each other and also with the chimney.

Las ruedas -12a- que soportan las jaulas cilíndricas anulares -8- y -9-, permiten a las jaulas girar libremente sobre los carriles/pistas circulares -5a-. La jaula cilíndrica anular -9- interna gira solo en una dirección; mientras que la jaula cilíndrica anular -8- externa, puede moverse en cualquier dirección. Los rodillos/ruedas -12b- y -12c- mitigan el cabeceo y el balanceo. La jaula cilíndrica -9- interna es similar al rotor de una turbina. Tiene álabes -92- fijados al bastidor -93-. El bastidor -93- está unido en la parte superior entre el anillo interior superior y el exterior superior de la jaula cilíndrica anular, y en la parte inferior, entre el anillo interior inferior y el anillo exterior inferior de la jaula cilíndrica anular -9- Los álabes -92-, que pueden ser rígidos o flexibles, están colgados entre los bastidores -93-. Los álabes flexibles tienden a adoptar la configuración más adecuada para extraer la energía del viento. La energía extraída del viento da como resultado la rotación de toda la jaula cilíndrica -9-, es decir, el rotor de la turbina eólica.The wheels -12a- that support the annular cylindrical cages -8- and -9-, allow the cages to rotate freely on the circular rails / tracks -5a-. The internal annular cylindrical cage -9- rotates only in one direction; while the outer annular cylindrical cage -8- can move in any direction. Rollers / wheels -12b- and -12c- mitigate pitch and roll. The internal cylindrical cage -9- is similar to the rotor of a turbine. It has blades -92- fixed to the frame -93-. The frame -93- is connected in the upper part between the upper inner ring and the upper outer ring of the annular cylindrical cage, and in the lower part, between the lower inner ring and the lower outer ring of the annular cylindrical cage -9- The blades -92-, which can be rigid or flexible, are hung between the frames -93-. Flexible blades tend to adopt the most appropriate configuration to extract energy from the wind. The energy extracted from the wind results in the rotation of the entire cylindrical cage -9-, that is, the rotor of the wind turbine.

Figuras 6, 7 y 8Figures 6, 7 and 8

La jaula cilíndrica anular -8- externa tiene una cuña o semiparaboloide de revolución, rodeado por un tejadillo -83- con forma de saliente plano. Las paletas -81- están fijadas entre la repisa plana en la parte superior y la banda circular -82- debajo, formando una serie de conductos. Los conductos están curvados de forma diferente dependiendo de la curvatura de las paletas, tal como se muestra en la figura 7. Conductos en el lado de la rotura, es decir, el lado en el que la dirección del flujo del viento es contraria a la dirección de rotación de la turbina eólica -9-, sirven para redirigir la dirección del flujo del viento que se aproxima. Redirigir la dirección del flujo de viento resulta en que el viento impacta en los álabes -92- de la turbina eólica desde atrás, empujándolos. El flujo del viento hacia los conductos subsiguientes se encontraría con la resistencia creciente del viento ya capturado por los conductos anteriores, lo que resulta en una presión cada vez mayor y una rotación más rápida de la turbina eólica. La presión es la más alta y la rotación, la más rápida, cuando sobrepasa el último conducto en la dirección de rotación. El viento que fluye sobre el tejadillo guiado por la guía de viento -87-F-, -87-S-, -87-R- resulta en una disminución de la presión sobre la zona alrededor de la abertura -85-. La baja presión sobre el tejadillo permite la salida del viento de mayor presión atrapado en la turbina eólica cuando gira hacia la abertura -85-. El empuje del flujo del viento desde la parte frontal y su descarga forzada en la parte trasera, es decir, la zona de baja presión, resulta en una rotación más rápida de lo que de otra manera es posible, de la jaula cilíndrica -9- alrededor de la abertura -84-. La energía extraída del viento por la turbina es utilizada para la generación de energía eléctrica por parte del generador -13-.The outer annular cylindrical cage -8- has a wedge or semiparaboloid of revolution, surrounded by a roof -83- shaped like a flat projection. The vanes -81- are fixed between the flat shelf at the top and the circular band -82- below, forming a series of ducts. The ducts are curved differently depending on the curvature of the vanes, as shown in Figure 7. Ducts on the side of the breakage, that is, the side on which the direction of the wind flow is contrary to the direction of rotation of the wind turbine -9-, serve to redirect the direction of the approaching wind flow. Redirecting the direction of the wind flow results in the wind impacting the blades -92- of the wind turbine from behind, pushing them. Wind flow to subsequent ducts would meet the increasing wind resistance already captured by the previous ducts, resulting in increasing pressure and faster rotation of the wind turbine. The pressure is the highest and the rotation is the fastest, when it exceeds the last duct in the direction of rotation. The wind flowing over the roof guided by the wind guide -87-F-, -87-S-, -87-R- results in a decrease in pressure on the area around the opening -85-. The low pressure on the roof allows the exit of the higher pressure wind trapped in the wind turbine when it turns towards the opening -85-. The thrust of the wind flow from the front and its forced discharge at the rear, that is, the low pressure zone, results in a faster rotation than is otherwise possible, of the cylindrical cage -9- around the opening -84-. The energy extracted from the wind by the turbine is used for the generation of electrical energy by the generator -13-.

El número, la forma y el tamaño de la abertura o las aberturas -85-, que pueden ser variables, serán tales que proporcionen la mejor descarga.The number, shape and size of the opening or openings -85-, which may be variable, will be such that they provide the best discharge.

Dispuesto alrededor de la jaula cilíndrica anular externa entre el borde exterior del tejadillo y el borde exterior de la banda circular -82-, se une un tamiz o cortina tubular -88-. La cortina, normalmente enrollada, puede ser extendida sobre las paletas -81-, bloqueando el flujo de aire a la turbina eólica -8- de eje vertical. El bloqueo del flujo de viento a la turbina eólica de eje vertical hará que deje de funcionar. A continuación, la reparación y la renovación pueden continuar.Arranged around the outer annular cylindrical cage between the outer edge of the roof and the outer edge of the circular band -82-, a sieve or tubular curtain -88- is attached. The curtain, normally rolled, can be extended on the vanes -81-, blocking the flow of air to the wind turbine -8- of vertical axis. The blocking of the wind flow to the vertical axis wind turbine will cause it to stop working. Then the repair and renovation can continue.

Un mecanismo de orientación dirige la jaula cilíndrica anular externa, orientando el deflector de viento -87-F- para que mire siempre hacia el viento. El mecanismo de orientación -86- puede ser impulsado mediante el viento, mecánicamente o eléctricamente.An orientation mechanism directs the outer annular cylindrical cage, orienting the wind deflector -87-F- so that it always faces the wind. The orientation mechanism -86- can be driven by wind, mechanically or electrically.

Figuras 1, 4 y 5Figures 1, 4 and 5

Dispuesto alrededor de la parte exterior de la chimenea solar, ligeramente por debajo de la caja cilíndrica anular -8-Arranged around the outside of the solar chimney, slightly below the annular cylindrical box -8-

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externa existe un toro -10- expandible. El toro, cuando es inflado, forma un faldón que rodea la chimenea. El viento que, de otro modo, impactaría en el costado de la chimenea es desviado hacia arriba, lo que resulta en un aumento en la velocidad del viento que puede ser captado como energía adicional por la turbina eólica de eje vertical. El toro puede ser desinflado cuando no se requiera.external there is a bull -10- expandable. The bull, when inflated, forms a skirt that surrounds the chimney. Wind that would otherwise impact the side of the chimney is deflected upwards, resulting in an increase in wind speed that can be captured as additional energy by the vertical axis wind turbine. The bull can be deflated when not required.

Figuras 1 y 9Figures 1 and 9

Posicionado externamente y cerca de la parte superior de la chimenea solar está dispuesto un toro o conjunto de paletas -15-. El toro o las paletas forman un faldón alrededor de la chimenea, que desvía el viento que sube combinándolo con el viento que sopla a través de la parte superior de la chimenea. El viento desviado combinando con el viento que sopla a través de la parte superior de la chimenea da como resultado un entorno de mayor velocidad del viento. La presión en dicho entorno sería menor de lo que lo sería de otra manera. La disminución de la presión en el entorno a la salida de la chimenea proporcionaría una aspiración adicional al aire que sube a través de la chimenea.Positioned externally and near the top of the solar chimney is a bull or set of vanes -15-. The bull or the vanes form a skirt around the chimney, which deflects the wind that rises combining it with the wind that blows through the upper part of the chimney. The deflected wind combined with the wind that blows through the top of the chimney results in a faster wind speed environment. The pressure in that environment would be less than it would be otherwise. The decrease in pressure around the chimney outlet would provide additional aspiration to the air that rises through the chimney.

Figura 10Figure 10

-5a- representa pistas circulares estacionarias. Las pistas proporcionan soporte para las ruedas o rodillos de la jaula cilíndrica anular -8- externa, las ruedas o rodillos de la jaula cilíndrica anular -9- interna y el toro -10-. Las pistas -5a- están unidas y soportadas por los soportes -5b-, que están unidos a la pared de la chimenea solar.-5a- represents stationary circular tracks. The tracks provide support for the wheels or rollers of the outer annular cylindrical cage -8-, the wheels or rollers of the inner annular cylindrical cage -9- and the bull -10-. The tracks -5a- are joined and supported by the supports -5b-, which are attached to the wall of the solar chimney.

Figuras 10 y 11Figures 10 and 11

La energía eólica capturada por la turbina eólica -9- de eje vertical, gira todo el cuerpo envolvente de la caja cilíndrica anular, es decir, la turbina. El movimiento giratorio de toda la jaula cilíndrica representada por -9- en la figura 11 se transmite a través del sistema de transmisión -13-1- variable de manera continua al generador -13-, generando energía eléctrica. El generador -13- está unido a la pared de la chimenea solar. El controlador de salida -30-, que se muestra en el diagrama de bloques de la figura 17, determina dónde se va a encaminar. El sistema de transmisión -13-1- variable de manera continua en la figura 11 asegura la conversión eficiente de energía mecánica en eléctrica. Puede existir más de un generador.The wind energy captured by the vertical-axis wind turbine -9- rotates the entire body of the annular cylindrical housing, that is, the turbine. The rotating movement of the entire cylindrical cage represented by -9- in Figure 11 is transmitted through the transmission system -13-1- continuously variable to the generator -13-, generating electrical energy. The generator -13- is attached to the wall of the solar chimney. The output controller -30-, shown in the block diagram of Figure 17, determines where it will be routed. The continuously variable transmission system -13-1- in Figure 11 ensures the efficient conversion of mechanical energy into electrical energy. There may be more than one generator.

Figuras 15, 16, 17Figures 15, 16, 17

La chimenea solar tiene dos sistemas para almacenar energía. Uno para electricidad (procedente del viento) y el otro para energía solar térmica. La capacidad de almacenamiento es independiente de la potencia de salida. Ambos sistemas son modulares, externos a la cámara de la chimenea, conectados a intercambiadores de calor en el interior de la chimenea mediante un conducto en bucle cerrado, y utilizan un fluido de transferencia de calor de una o de varias fases. Asimismo, los dos sistemas pueden generar energía de manera independiente o de manera conjunta. La letra después del número del elemento indica modularidad.The solar chimney has two systems to store energy. One for electricity (from wind) and the other for solar thermal energy. The storage capacity is independent of the output power. Both systems are modular, external to the chimney chamber, connected to heat exchangers inside the chimney by means of a closed-loop duct, and use a single or multi-phase heat transfer fluid. Likewise, the two systems can generate energy independently or together. The letter after the element number indicates modularity.

La producción de potencia, de -2- y -13-, que excede las necesidades, es almacenada en el sistema de almacenamiento de energía eólica -207-1A-, -207-1B-, etc., tal como se muestra en la figura 15. El déficit de producción se puede superar mediante la producción del generador -207-2A-, -207-2B- de energía eólica almacenada en el sistema de almacenamiento de energía -207-1A-, -207-1B- en la figura 15 o del generador -105-3A-, -105-3B- de energía térmica solar almacenada en el sistema de almacenamiento de energía solar térmica -105-2A-, -105-2B- en la figura 16 o ambos.The power output of -2- and -13-, which exceeds the needs, is stored in the wind energy storage system -207-1A-, -207-1B-, etc., as shown in the Figure 15. The production deficit can be overcome by producing the generator -207-2A-, -207-2B- of wind energy stored in the energy storage system -207-1A-, -207-1B- in the Figure 15 or of the generator -105-3A-, -105-3B- of solar thermal energy stored in the solar thermal energy storage system -105-2A-, -105-2B- in Figure 16 or both.

La figura 15 y la figura 17 son diagramas de bloques que detallan el almacenamiento y recuperación de energía eólica/eléctrica. Cuando la producción de energía eléctrica es superior a la demanda, el controlador de salida -30-, en el diagrama de bloques de la figura 17, desvía el exceso de potencia a los calentadores eléctricos en -207-1A-, -207-1B-, etc.Figure 15 and Figure 17 are block diagrams detailing the storage and recovery of wind / electric energy. When the production of electrical energy is higher than the demand, the output controller -30-, in the block diagram of Figure 17, diverts excess power to the electric heaters in -207-1A-, -207-1B -, etc.

Figura 15.Figure 15

Los calentadores eléctricos en el recipiente -207-1A-, -207-1B- calientan el fluido de transferencia de calor, almacenando el exceso de energía eléctrica en el proceso. El proceso de calentamiento convierte parte del fluido de transferencia de calor en vapor. El proceso puede llevarse a cabo a alta temperatura y/o alta presión. La alta temperatura/presión da como resultado un fluido de transferencia de calor de alta densidad de energía. El vapor resultante puede ser utilizado para alimentar la turbina -207-2A-, -207-2B- que genera energía eléctrica cuando sea necesario. El vapor después de ceder algo de energía en las turbinas de alimentación, es transportado a los intercambiadores de calor -14A- en el interior de la chimenea -101-, transfiriendo cierta energía térmica al aire ambiente. El vapor procedente de -207-1A-, -207-1B- puede ser asimismo transportado al intercambiador de calor -14B- en el interior de la chimenea -101 - directamente, o tanto a la turbina como al intercambiador de calor -14B-. El vapor de fluido de transferencia de calor que pierde algo de calor se condensa para transformarse en un líquido o condensado de alta temperatura, es transportado y almacenado en el recipiente -207-3A-. El condensado en el recipiente -207-3A- puede ser bombeado al intercambiador de calor -14C- en el interior de la chimenea -101 -, dondeThe electric heaters in the container -207-1A-, -207-1B- heat the heat transfer fluid, storing excess electrical energy in the process. The heating process converts part of the heat transfer fluid into steam. The process can be carried out at high temperature and / or high pressure. The high temperature / pressure results in a heat transfer fluid of high energy density. The resulting steam can be used to power the turbine -207-2A-, -207-2B- that generates electricity when necessary. The steam, after giving up some energy in the feed turbines, is transported to the heat exchangers -14A- inside the chimney -101-, transferring certain thermal energy to the ambient air. Steam from -207-1A-, -207-1B- can also be transported to the heat exchanger -14B- inside the chimney -101 - directly, or to both the turbine and the heat exchanger -14B- . The heat transfer fluid vapor that loses some heat condenses to become a high temperature liquid or condensate, is transported and stored in the container -207-3A-. The condensate in the container -207-3A- can be pumped to the heat exchanger -14C- inside the chimney -101 -, where

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parte de la energía térmica del condensado es transferida al aire ambiente en el interior de la chimenea -101-: el fluido de transferencia de calor enfriado por el aire ambiente es canalizado hacia el recipiente -207-3B-, donde es bombeado al recipiente -207-1A- y- 207-1B- para almacenar el exceso de energía eléctrica, repitiendo de este modo el proceso nuevamente. Los recipientes -207-3A- y -207-3B- pueden ser el mismo recipiente o recipientes separados. Fundamentalmente, los líquidos están física y térmicamente separados el uno del otro. -R1- representa el techo flotante que permite la separación física y térmica del fluido de transferencia de calor más caliente y más frío. -R2- es el techo flotante del fluido de temperatura más alta. El recipiente -207-3- es el panel libre que permite la expansión. Los componentes del sistema son modulares. El sistema puede incluir asimismo tecnología de bomba de calor para precalentar los líquidos de transferencia de calor.part of the thermal energy of the condensate is transferred to the ambient air inside the chimney -101-: the heat transfer fluid cooled by the ambient air is channeled into the container -207-3B-, where it is pumped to the container - 207-1A- and- 207-1B- to store excess electrical energy, thus repeating the process again. The containers -207-3A- and -207-3B- can be the same or separate containers. Fundamentally, liquids are physically and thermally separated from each other. -R1- represents the floating roof that allows physical and thermal separation of the hottest and coldest heat transfer fluid. -R2- is the floating roof of the highest temperature fluid. The container -207-3- is the free panel that allows expansion. The system components are modular. The system may also include heat pump technology to preheat heat transfer liquids.

Figura 16Figure 16

Un diagrama de bloques que detalla la captación, utilización y almacenamiento de energía solar. La energía solar es recogida por el colector solar -105-1A-, -105-1B-, -105-1C-, etc., y almacenada en los recipientes de almacenamiento -105-2A-, -105-2B-, -105-2C-, etc. La captación de energía solar, los recipientes de almacenamiento y las partes mecánicas, tales como los generadores de turbina -105-3A-, -105-3B- etc. son modulares. Al estar fuera de la cámara de la chimenea, todos los componentes pueden aumentar en número o tamaño o en ambos, lo que permite ampliar la producción de la potencia de salida de la chimenea solar.A block diagram detailing the collection, use and storage of solar energy. Solar energy is collected by the solar collector -105-1A-, -105-1B-, -105-1C-, etc., and stored in the storage containers -105-2A-, -105-2B-, - 105-2C-, etc. Solar energy collection, storage vessels and mechanical parts, such as turbine generators -105-3A-, -105-3B- etc. They are modular. By being outside the chimney chamber, all components can increase in number or size or both, which allows the production of the output power of the solar chimney to be expanded.

El colector solar -105-1A-, -105-1B-, -105-1C-, etc. capta la radiación solar, convirtiéndola en calor. El calor recogido es transferido, a continuación, bajo presión y a alta temperatura al fluido de transferencia de calor que, a continuación, es almacenado en los recipientes -105-2A-, -105-2B-, -105-2C-, etc. El proceso de transferencia de calor bajo presión y a alta temperatura da como resultado la conversión de parte del fluido de transferencia de calor en vapor.The solar collector -105-1A-, -105-1B-, -105-1C-, etc. captures solar radiation, turning it into heat. The heat collected is then transferred under pressure and at high temperature to the heat transfer fluid, which is then stored in the containers -105-2A-, -105-2B-, -105-2C-, etc. The process of heat transfer under pressure and at high temperature results in the conversion of part of the heat transfer fluid into steam.

El vapor procedente de -105-2A-, -105-2B-, -105-2C-, etc. puede ser transportado a la turbina -105-3A-, -105-3B- que genera energía eléctrica. El colector de energía solar y el sistema de almacenamiento están conectados al intercambiador de calor del interior de la chimenea mediante un conducto de bucle cerrado. El vapor, después de ceder algo de energía para alimentar la turbina, es transportado por el conducto -106A- hacia el intercambiador de calor -6A- del interior de la chimenea -101-, transfiriendo energía térmica al aire ambiente. El vapor procedente de -105-2A-, -105-2B-, -105-2C-, etc. puede ser transportado asimismo directamente al intercambiador de calor -6B- dentro de la chimenea -101- o tanto a la turbina -105-3A-, -105-3B-, etc. como al intercambiador de calor -6B-. El vapor del fluido de transferencia de calor, después de perder algo de calor, se condensa para convertirse en un fluido o condensado con una temperatura alta, siendo el condensado transportado para su almacenaje al recipiente -105-4A-. El condensado puede ser bombeado al intercambiador de calor -6C- en el interior de la chimenea -101-, donde transfiere algo de calor al aire ambiente. Los recipientes -105-4-, -105-4A-, -105-4B- pueden ser el mismo recipiente o recipientes separados. Fundamentalmente, el líquido está física y térmicamente separado uno del otro. El condensado refrigerado es transmitido al recipiente -105-4B-, donde es bombeado para ser calentado en el colector solar -105-1A-, -105-1B-, -105-1C-, etc. y, a continuación, es almacenado en el recipiente -105-2A-, -105-2B-, -105-2C-, etc. El sistema también puede incluir tecnología de bomba de calor para precalentar los líquidos de transferencia de calor.Steam from -105-2A-, -105-2B-, -105-2C-, etc. It can be transported to the turbine -105-3A-, -105-3B- that generates electricity. The solar energy collector and the storage system are connected to the heat exchanger inside the chimney through a closed loop conduit. The steam, after giving up some energy to power the turbine, is transported through the duct -106A- to the heat exchanger -6A- inside the chimney -101-, transferring thermal energy to the ambient air. Steam from -105-2A-, -105-2B-, -105-2C-, etc. it can also be transported directly to the heat exchanger -6B- inside the chimney -101- or to the turbine -105-3A-, -105-3B-, etc. as to the heat exchanger -6B-. The steam of the heat transfer fluid, after losing some heat, condenses to become a fluid or condensate with a high temperature, the condensate being transported for storage to the container -105-4A-. The condensate can be pumped to the heat exchanger -6C- inside the chimney -101-, where it transfers some heat to the ambient air. The containers -105-4-, -105-4A-, -105-4B- can be the same or separate containers. Fundamentally, the liquid is physically and thermally separated from each other. The refrigerated condensate is transmitted to the container -105-4B-, where it is pumped to be heated in the solar collector -105-1A-, -105-1B-, -105-1C-, etc. and then it is stored in the container -105-2A-, -105-2B-, -105-2C-, etc. The system may also include heat pump technology to preheat heat transfer liquids.

Claims (11)

55 1010 15fifteen 20twenty 2525 3030 3535 4040 45Four. Five 50fifty 5555 6060 6565 REIVINDICACIONES 1. Chimenea solar (101) para capturar y almacenar energía solar y eólica, que comprende una chimenea (110) alargada, y medios para captar la radiación solar (7) con el fin de calentar aire en la chimenea para producir corrientes ascendentes capaces de realizar un trabajo útil, teniendo la chimenea un extremo de entrada y un extremo de salida, incluyendo la chimenea una turbina (3) interna posicionada cerca del extremo de entrada, estando conectada la turbina interna para accionar un generador eléctrico (2), en la que los medios para captar la radiación solar (7) están ubicados más abajo de la turbina (3) interna,1. Solar chimney (101) for capturing and storing solar and wind energy, comprising an elongated chimney (110), and means for capturing solar radiation (7) in order to heat air in the chimney to produce updrafts capable of perform useful work, with the chimney having an inlet end and an outlet end, including the chimney an internal turbine (3) positioned near the inlet end, the internal turbine being connected to drive an electric generator (2), in the that the means for capturing solar radiation (7) are located below the internal turbine (3), caracterizada por que la chimenea solar comprende, además:characterized in that the solar chimney also includes: a) una turbina eólica (8 y 9) de eje vertical, montada en la chimenea cerca del extremo de salida de la chimenea, estando conectada la turbina eólica de eje vertical a un generador (13) para producir energía eléctrica para calentar un fluido,a) a vertical axis wind turbine (8 and 9), mounted in the chimney near the outlet end of the chimney, the vertical axis wind turbine being connected to a generator (13) to produce electrical energy to heat a fluid, b) siendo utilizado el fluido calentado para accionar una turbina externa (207),b) the heated fluid being used to drive an external turbine (207), c) en la que el calor residual de la turbina externa (207) está conectado a un intercambiador de calor (14) ubicado en el interior de la chimenea (110),c) in which the residual heat from the external turbine (207) is connected to a heat exchanger (14) located inside the chimney (110), d) un colector solar (105), ubicado fuera de la chimenea, estando conectado el colector solar (105) para calentar un fluido, en la que el fluido calentado es dirigido a otra turbina (105-3A, 105-3B), y en la que el calor residual de la turbina está conectado a un intercambiador de calor (6) ubicado en el interior de la chimenea.d) a solar collector (105), located outside the chimney, the solar collector (105) being connected to heat a fluid, in which the heated fluid is directed to another turbine (105-3A, 105-3B), and in which the residual heat of the turbine is connected to a heat exchanger (6) located inside the chimney. 2. Chimenea solar, según la reivindicación 1, caracterizada por que la turbina eólica de eje vertical es sin eje y comprende jaulas concéntricas (8 y 9) interna y externa montadas para su rotación alrededor de un eje vertical común, teniendo la jaula interna (9) una serie de álabes (92), teniendo la jaula externa (8) una serie de paletas (81) curvadas, estando conectada la jaula externa a un mecanismo de orientación o de paletas (86) para orientar la jaula externa en una dirección específica con respecto al viento,2. Solar chimney, according to claim 1, characterized in that the vertical axis wind turbine is without axis and comprises internal and external concentric cages (8 and 9) mounted for rotation around a common vertical axis, the internal cage having ( 9) a series of blades (92), the outer cage (8) having a series of curved vanes (81), the outer cage being connected to an orientation or vane mechanism (86) to orient the outer cage in one direction specific with respect to the wind, en la que las paletas (81) están curvadas para conducir el viento a través de la jaula externa (8) y, a continuación, al interior de la jaula interna (9), de tal manera que el viento incide sobre los álabes para empujar los álabes en una dirección constante.in which the vanes (81) are curved to drive the wind through the outer cage (8) and then into the inner cage (9), such that the wind strikes the blades to push the blades in a constant direction. 3. Chimenea solar, según la reivindicación 1, caracterizada por que la chimenea solar comprende, además, una estructura toroidal (15) posicionada cerca del extremo de salida de la chimenea, formando la estructura toroidal un faldón alrededor de la chimenea para desviar el viento, y en la que la turbina eólica de eje vertical está posicionada debajo de la estructura toroidal.3. Solar chimney, according to claim 1, characterized in that the solar chimney further comprises a toroidal structure (15) positioned near the outlet end of the chimney, the toroidal structure forming a skirt around the chimney to deflect the wind , and in which the vertical axis wind turbine is positioned below the toroidal structure. 4. Chimenea solar, según la reivindicación 2, caracterizada por que la jaula interna (9) gira solo en una dirección, y en la que la jaula externa (8) puede moverse en cualquier dirección.4. Solar chimney according to claim 2, characterized in that the internal cage (9) rotates only in one direction, and in which the external cage (8) can move in any direction. 5. Chimenea solar, según la reivindicación 2, caracterizada por que la turbina eólica (8 y 9) de eje vertical está conectada al generador (13) mediante conexión directa entre un borde de la jaula interior (9) a un engranaje (13-1), teniendo el engranaje un diámetro que es menor que el diámetro de la jaula interna (9).5. Solar chimney according to claim 2, characterized in that the vertical axis wind turbine (8 and 9) is connected to the generator (13) by direct connection between an edge of the inner cage (9) to a gear (13- 1), the gear having a diameter that is smaller than the diameter of the inner cage (9). 6. Chimenea solar, según la reivindicación 2, caracterizada por que la jaula externa (8) tiene una cuña o semiparaboloide de revolución rodeado por un tejadillo (83) con forma de saliente plano.6. Solar chimney according to claim 2, characterized in that the external cage (8) has a wedge or semiparaboloid of revolution surrounded by a roof (83) in the form of a flat projection. 7. Chimenea solar, según la reivindicación 6, caracterizada por que la chimenea solar comprende, además, por encima del tejadillo, una serie de aberturas (85) y, por lo menos, una guía de viento (87).7. Solar chimney, according to claim 6, characterized in that the solar chimney further comprises, above the roof, a series of openings (85) and at least one wind guide (87). 8. Chimenea solar, según la reivindicación 2, caracterizada por que la chimenea incluye un toro expandible (10) dispuesto alrededor de una porción exterior de la chimenea y debajo de la jaula externa (8).8. Solar chimney according to claim 2, characterized in that the chimney includes an expandable bull (10) arranged around an outer portion of the chimney and under the outer cage (8). 9. Chimenea solar, según la reivindicación 2, caracterizada por que las jaulas (8, 9) están provistas de ruedas (12a-12c) que se acoplan a carriles o pistas circulares estacionarias (5a).9. Solar chimney according to claim 2, characterized in that the cages (8, 9) are provided with wheels (12a-12c) that are coupled to stationary circular rails or tracks (5a). 10. Chimenea solar, según la reivindicación 1, caracterizada por que la chimenea solar comprende, además, medios (207-1A, 207-1B, 207-2A, 207-2B, 105-2A) para almacenar la energía producida en la chimenea.10. Solar chimney according to claim 1, characterized in that the solar chimney further comprises means (207-1A, 207-1B, 207-2A, 207-2B, 105-2A) for storing the energy produced in the chimney . 11. Procedimiento para captar y almacenar energía solar y eólica, que comprende las etapas de captar la radiación solar para calentar el aire en una chimenea solar (101), produciendo con ello corrientes ascendentes en la chimenea, aprovechando las corrientes ascendentes para realizar trabajo útil, caracterizado por que el procedimiento comprende, además:11. Procedure for capturing and storing solar and wind energy, which includes the steps of capturing solar radiation to heat the air in a solar chimney (101), thereby producing updrafts in the chimney, taking advantage of updrafts to perform useful work , characterized in that the procedure further comprises: a) aprovechar la energía eólica con una turbina eólica (8 y 9) de eje vertical, montada en la chimenea solar (101) y utilizar una salida de la turbina eólica de eje vertical para generar energía eléctrica,a) harness wind power with a vertical axis wind turbine (8 and 9), mounted on the solar chimney (101) and use an output of the vertical axis wind turbine to generate electricity, b) utilizar la energía eléctrica generada en la etapa (a) para accionar una turbina externa (207), y dirigir el calor 5 residual desde la turbina externa a un intercambiador de calor (14) posicionado en el interior de la chimenea solarb) use the electrical energy generated in step (a) to drive an external turbine (207), and direct the residual heat 5 from the external turbine to a heat exchanger (14) positioned inside the solar chimney (101), en el que, por lo menos, parte de dicho calor residual es reciclado para realizar más trabajo útil en la chimenea,(101), in which, at least, part of said residual heat is recycled to perform more useful work in the chimney, y caracterizado, además, por que el procedimiento comprende, además, almacenar la energía producida en la 10 chimenea utilizando, por lo menos, dos sistemas de almacenamiento de energía, ubicados fuera de la chimenea, y en el que la etapa de almacenamiento incluye almacenar la energía eléctrica producida por el viento en un primer dispositivo de almacenamiento (207-1A, 207-1B), y almacenar la energía térmica producida por la radiación solar en un segundo dispositivo de almacenamiento (105-2A, 105-2B, 105-2C).and further characterized by the fact that the method further comprises storing the energy produced in the chimney using at least two energy storage systems, located outside the chimney, and in which the storage stage includes storing the electrical energy produced by the wind in a first storage device (207-1A, 207-1B), and storing the thermal energy produced by solar radiation in a second storage device (105-2A, 105-2B, 105- 2 C). 15 12. Procedimiento, según la reivindicación 11, caracterizado por que la etapa (a) incluye accionar un generadorMethod according to claim 11, characterized in that step (a) includes operating a generator eléctrico (13) mediante una conexión directa entre un elemento móvil de la turbina eólica de eje vertical y un engranaje (13-1) conectado al generador eléctrico.electric (13) by a direct connection between a mobile element of the vertical axis wind turbine and a gear (13-1) connected to the electric generator.
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